3. Умножители аналоговых сигналов. Схема амплитудного модулятора.

Коэффициент усиления пропорционален крутизне транзистора и сопротивлению нагрузки, т.е.

Если один из параметров схемы S или R изменять внешним воздействием от отдельного входа , то напряжение на выходе будет определяться:

,

т. е. получаем идеальный перемножитель. Основным элементом аналогового перемножителя является дифференциальный усилитель (ДУ), в состав которого включен управляемый источник тока в цепи эмиттеров.

Дополнительный входной сигнал Y подается на базу транзистора источника тока. При этом изменяется ток источника тока, изменяются токи эмит­теров транзисторов ДУ. При изменении токов эмиттеров транзисторов ДУ пропорционально изменяется их крутизна, а следовательно и коэффициент передачи (усиления) ДУ по входу X. В итоге получим перемножение сигналов подаваемых на входы X и Y.

Отметим, что в рассмотренной схеме напряжение на входе Y должно быть только положительным, в противном случае транзистор генератора стабильного тока закроется, и коэффициент передачи схемы по входу X будет равен нулю. Для обеспечения работы перемножителя при любом знаке напряжения на входе Y в схеме вводят дополнительные элементы, которые образуют дифференциальный усилитель из двух источников тока, поэтому на вход Y можно подавать напряжение любой полярности. Такие перемножители называются четырехквадрантными. Этим названием подчеркивается возможность их работы, как с положительным, так и с отрицательными напряжениями на любом из входом, также у них есть возможность задавать начальное смещение.

Амплитудные модуляторы

Процесс, при котором амплитуда ВЧ колебаний изменяется по закону НЧ сигнала, носит название амплитудной модуляции (АМ). В простейшем случае выражение для АМ сигнала будет иметь вид , где – амплитуда ВЧ колебаний в отсутствии модуляции, – НЧ сигнал. Таким образом, для получения АМ колебаний с присутствием на выходе несущей необходимо сложить модулирующий сигнал с постоянным напряжением отличным от нуля и полученную сумму умножить на . На вход Y перемножителя поступает модулирующее (гармоническое) НЧ напряжение и постоянное напряжение .

На второй вход X перемножителя поступает напряжение несущей . Напряжение на выходе аналогового перемножителя имеет вид , где k – коэффициент перемножителя.

Раскрывая скобки и произведя тригонометрические преобразования, получим , где – амплитуда несущей, – коэффициент амплитудной модуляции, – боковые составляющие.

Если m > 1, то наступает режим перемодуляции, что приводит к искажениям.

Из формулы также видно, что если не подавать смещения, то несущей на выходе не будет.

4. Умножители аналоговых сигналов. Синхронный детектор.

Коэффициент усиления пропорционален крутизне транзистора и сопротивлению нагрузки, т.е.

Если один из параметров схемы S или R изменять внешним воздействием от отдельного входа , то напряжение на выходе будет определяться:

,

т. е. получаем идеальный перемножитель. Основным элементом аналогового перемножителя является дифференциальный усилитель (ДУ), в состав которого включен управляемый источник тока в цепи эмиттеров.

Дополнительный входной сигнал Y подается на базу транзистора источника тока. При этом изменяется ток источника тока, изменяются токи эмит­теров транзисторов ДУ. При изменении токов эмиттеров транзисторов ДУ пропорционально изменяется их крутизна, а следовательно и коэффициент передачи (усиления) ДУ по входу X. В итоге получим перемножение сигналов подаваемых на входы X и Y.

Отметим, что в рассмотренной схеме напряжение на входе Y должно быть только положительным, в противном случае транзистор генератора стабильного тока закроется, и коэффициент передачи схемы по входу X будет равен нулю. Для обеспечения работы перемножителя при любом знаке напряжения на входе Y в схеме вводят дополнительные элементы, которые образуют дифференциальный усилитель из двух источников тока, поэтому на вход Y можно подавать напряжение любой полярности. Такие перемножители называются четырехквадрантными. Этим названием подчеркивается возможность их работы, как с положительным, так и с отрицательными напряжениями на любом из входом, также у них есть возможность задавать начальное смещение.

Детектор – устройство для распознавания НЧ сообщения из ВЧ сигнала. Детектирование производится перемножением одной из боковых с несущей. Для этого в детекторе должен быть генератор несущей, совпадающий с генератором несущей ПРД.

Детектирование АМ-колебаний (синхронное детектирование)

Если к одному из входов перемножителя с коэффициентом перемножения k подвести высокочастотное напряжение U(t) = kU₁cos ωt – напряжение несущей, а на другой вход подать АМ сигнал

, то

Спектральная составляющая Ω и есть продукт детектирования, ее величина U_вых(Ω)= kU₁U₂, т.е. характеристика детектирования линейная. Схема такого параметрического детектора называется синхронным детектором, так как в нем напряжение U(t) = kU₁cos ωt изменяется синхронно несущей АМ-сигнала.

Действительно, если U(t) = kU₁cos (ωt + φ), тогда U_вых(Ω) = kU₁U₂cos Ωt cosφ, оказывается зависящей от сдвига фаз φ. При φ = 0 достигается наибольшая амплитуда напряжения на выходе детектора. Если φ = ±90, то U_вых = 0.

Параметры ФНЧ выбираются из соотношения << R << . Приведенная схема может использоваться для детектирования АМ сигнала без несущей и однополосного сигнала ОБП. Во всех случаях наличие генератора обязательно.

Однако вместо гармонического колебания можно использовать прямоугольные импульсы, по частоте и фазе совпадающие с несущей АМ-сигнала. В процессе перемножения АМ-сигнала с прямоугольной последовательностью происходит как бы двухполупериодное выпрямление АМ-сигнала, и огибающая состоит из амплитуд положительных полупериодов косинусоиды с частотой 2 . Прямоугольные импульсы можно получить из АМ-сигнала, подавая его на вход усилителя – ограничителя. Это позволяет обойтись без отдельного генератора несущей.